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1、沈阳工程学院毕业设计论文毕业设计题目： 核电蒸汽发生器泄露事故原因分析 单 位 能源与动力工程系 班级 热动072 学生姓名 学号 指导教师 职称 副 教 授 毕业设计进行地点： B座225 任 务 下 达 时 间： 起止日期:2021年 3 月 8日起至 2021年 6 月 日止教研室主任 年 月 日批准目 录摘 要IIABSTRACTIII第1章 绪 论11.1 本论文的背景和意义11.2 核电站开展与现状21.2.1世界能源概况21.2.2世界核电开展历程41.2.3中国核电开展进程41.2.4 开展核电的重要意义71.3 本论文的主要内容9第2章 核电站102.1 核电站工作原理及系统
2、组成102.2 压水堆核电站112.1.1压水堆得根本构成12第3章 压水堆蒸气发生器的工作原理和结构设计143.1蒸气发生器的概述143.1.1 蒸汽发生器的作用及设计考虑143.1.2蒸汽发生器设备的描述153.1.3 蒸汽发生器的根本技术要求163.2蒸汽发生器的分类173.2.1立式U形管自然循环蒸汽发生器173.2.2 卧式自然循环蒸汽发生器203.2.3 直流式蒸汽发生器203.3蒸发器水位调节203.4蒸汽发生器排污系统223.4.1功能223.4.2系统描述233.4.3系统运行26第4章 蒸发器传热管的腐蚀及防护284.1传热管破坏的种类及原因284.1.1应力腐蚀284.1
3、.2晶间腐蚀与晶间应力腐蚀IGA/IGSCC)294.1.3耗蚀294.1.4凹痕304.1.5点蚀304.1.6高周疲劳314.1.7微震磨损和机械磨损314.2防止传热管破损的主要措施324.2.1传热管材料324.2.2结构设计334.2.3水质控制34结 论35致 谢36参考文献37附 录 1 标题38第1章 绪 论1.1 本论文的背景和意义从20世纪40年代第一座核反个应堆问世以来，核能的开发利用进入了一个崭新的阶段。早期的核反响堆主要用在军事上，例如上世纪40年代至50年代初，美国建造的主要是生产堆，为原子弹生产所需要的钚。由于核动力作为水下动力源有其特殊的优势，美国在第二次世界大
4、战后，集中研究力量开发潜艇核动力技术，于1955年建造了世纪上第一艘核潜艇。1954年，前苏联奥布宁斯克5000kw试验核电站建成；1956年底，美国在潜艇压水堆技术的根底杀个建成了60MW西平港压水堆核电站。在此期间，前苏联于1959年建成了核动力破冰船合核潜艇；1964年建成了别罗雅克一号100MW石墨沸水堆核电站。在20世纪60年代以后，由于世界局势的缓和，以及工业的快速开展，核反响堆的研究合使用主要集中在和平利用上，即用在核动力放电上，因此20世纪六七十年代时核电站反响堆大力开展的时期，从此人类进入了一个和平利用核能的新纪元。此后，核电站在全世界范围内有了相当规模的开展。随着核电站数量
5、的增多和适用范围的扩大，核反响技术也日臻成熟。随着工业技术的飞速开展和人类文明的进步，地球上有限的化石能源在加速地消耗。据预言家们估计，化石燃料可能在今后的几个世纪内被消耗殆尽。除这些化石燃料外，自然界里还有核能、风能、谁能、太阳能、地热和潮汐能等。在这些能源当中，核能是目前比拟成熟并已在工业上大规模应用的新型。核能不仅有单位体积能量大的优点，而且资源丰富，据初步估计，地球上已勘探到的铀矿和钍矿资源其能量相当于有机燃料的20倍。核动力反响堆使用的一个重要领域是船用核动力，包括潜艇和动力和航空母舰的核动力。因为和动力具有不依赖空气工作的特点，它作为水下潜艇和潜器的动力有其特殊的优点，所以核反响出
6、世以来较早的是被用在核潜艇上。核潜艇与常规潜艇相比具有水下续航力强、噪声小和可靠想好等突出优点，因此世界上的几个核大国都相继建造了大批的核潜艇。由于核能的单位体积释放量大、使用时间长，所以对于功率大、燃料消耗多的航空母舰也是一种很理想的动力源。根据原子的核裂变产生的能量计算，1kg 完全裂变所产生的能量大约相当于2800t标准煤完全燃烧，或2100t燃油完全燃烧所产生的能量值。因此在大型航空母舰上用核动力取代常规动力可以大大减少燃料的携带量，提高舰艇的续航能力。目前，美国、俄罗斯等国新建的大型航空母舰主要以核动力为主。从国防的战略开展看，核动力潜艇是一个国家的重要战略武器，在强权政治、霸权横行
7、主义的当今世界里，是实现二次核打击、保卫国家平安的重要装备。为此，世界几个核大国竞相在核动力舰船的研究和建造方面投入人力和财力，不断研究出一些新型的核潜艇和核动力水面舰艇。核动力反响堆应用的另一个重要领域是核电站，自第一座核电站问世以来的近50年里，核电站的开展速度很快，目前全世界31个国家和地区有438座核电站在运行，核电站已积累了5000多堆年的运行经验。从总的开展趋势来看，在今后的30-50年内，还会有更多的国家和地区建造核电站，核电站的发电总量将到达世界总发电总量的35%以上。核电站多年的运行经验证明，核电是一种清洁、经济、平安的能源。核电站在工作过程中不会向大气排放和等有害气体，可以
8、防止产生温室效应，如果全部用核能代替化石燃料发电，可以改善大气污染问题。由于核电技术不断完善，很多部件都采用了标准化生产，因此其本钱和造价随之降低。在核电站开展的初期阶段，人们就比拟重视核电站的平安问题，从而也促使工程技术人员在核电站的设计和建造过程中始终对平安问题十分重视。尽管在核电站的运行和使用过程中也出现过三哩岛事故、切尔诺贝利核电站事故等重大事故，但相对于世界上有这么多的核电站在运行，核电站事故出现的概率还是很小的。随着核电站运行经验的不断积累，平安措施会越来越成熟，将来的核电站一定会越来越平安，越来越便于操作和使用。1.2 核电站开展与现状世界能源概况能源是人类生存的重要支柱，是现代
9、社会经济开展的必要保证。然而，随着世界人口的急剧增长和经济的快速开展，人类社会正面临着越来越严峻的能源短缺和环境恶化的压力。据资料统计显示，至1995年底，全世界探明的煤炭可采储量为10391.8亿吨，预计可采200年；石油剩余量1380亿吨，预计还可以开采40余年，天然气储量139.6万亿立方米，预计可开采60年；水力可开采装机容量2260GW。最近又有研究探明，在海底储存着比石油储量至少大十倍多的碳氢水化合物，它们在低压下是很好的燃料。这些能源资源无疑可以支持人类几十年甚至近百年的能源需要，但很难满足长期生存开展的需要。直接燃烧这些宝贝的资源以取得动力所需的热能，在经济上应该说也不是极不合
10、理的，而且化石燃料在燃烧的过程中要释放出大量的二氧化碳，二氧化硫，烟尘，三、四苯芘，放射性飘尘，氮氧化物等。在这些排放物中，一氧化碳、烟尘直接危害人畜；三、四苯芘是强致癌物质；放射性飘尘使生物受到辐射损伤；二氧化碳和氮氧化合物会产生酸雨，是植物死亡、饮水变质；二氧化碳在大气中聚积会引起温室效应，是全球气温上升，给生态环境和世界气候带来不利影响。这一切都对人类构成严重威胁，是当今世界的严重问题，特别是由于二氧化碳的大量排放而产生的“温室效应问题，已引起国际社会的广泛关注，曾屡次召开国际会议，提出限制二氧化碳排放的种种要求与措施。1989年5月，82国签署了赫尔辛基宣言；1997年12月，在有17
11、7国参加的日本京都会议上，最后签署了消减温室气体排放标准的?京都议定书?，规定到2006-2021年与1990年相比，减少量到达：美国7%，日本6%，欧盟各国8%。要解决经济开展与环境保护这对矛盾，目前最切合实际可行的途径是大力开展核电技术。据初步统计，虽然全世界已探明可开采铀储量1997年只够用几十年至近百年，但如果采用快中子增殖堆，通过燃料的转生、再生，那么可再用2000多年，如果进一步实现受控聚变反响，并在海水中提取氘加以利用，那么所获取的聚变能可供世界享用百亿年以上，那时人类将不再为能源问题而困扰。 2核电是高能量、低耗料的电厂1kg全部裂变释放的能量相当于2700吨标准煤燃烧产生的能
12、量，这比任何一种化学反响释放的能量都要大几百万倍；一吨海水中得氘聚变反响时释放的能量相当于250吨标准煤。一座1000MW的火电厂每天烧8000吨左右的优质煤，每年需3000000吨煤，而同样规模的核电厂，每天只需要2,86kg吨235U；假设用平均富集度为2.86%的铀燃料，那么每年只需要40吨左右就够了，由此可以大大缓解交通运输的矛盾。3核电是一种非常清洁的能源它不仅能长期稳定地供给能源，而且对环境、改善人类生存条件发挥重要作用。一座1000MW的燃料火电厂，每年向大气中排放几十万吨二氧化硫、烟尘和700多万吨的二氧化碳，以及几十吨的重要金属如砷、铅、水银合放射性同位属素铀、钍、镭，给人类
13、生存环境造成严重污染，而每千瓦小时额核发电量，从采矿直至完成，整个处理过程所排放的二氧化碳总和只有12克。据估算，如果把世界上的核电都用煤电替代的话，那么仅1990年就得多排放17亿吨二氧化碳，2500万吨二氧化硫合120万吨氮氧化物。因此，只有逐步以核电代替火电，才有可能从根本上解决环境问题，特别是“温室效应问题。世界核电开展历程从1954年首座核电站在前苏联建成后，美、英、法等国也相继建成核电站，进人了核电实验研究阶段.直到1966年，由于核浓缩技术的开展，核能发电的本钱在兴旺国家已低于火电本钱，从而使核能发电真正迈人实用阶段.70年代世界性能源危机以后，因煤、石油等化石燃料短缺的矛盾日益
14、突出，使核能发电得到迅速开展.进入80年代以后，世界核电开展的步伐明显变缓.1979年美国发生的三里岛核电站事故和1986年前苏联发生的切尔诺贝利核电站事故，对世界核电的开展产生了重大影响，特别是公众对核平安的疑虑难以消除一些国家如瑞典、奥地利、荷兰、意大利等相继作出停止开展核电的决定，苏联也作出了不再建造石墨水冷堆核电厂的决定.为保证核电厂的平安，各国都采取了增加平安设施和严格审批制度等对策.但是，核电具有的平安、清洁、廉价的特点并没有改变，特别是那些缺乏能源资源的国家，如法国、日本等，仍把核电作为替代石油的惟一现实的能源并在继续开展.国际原子能机构2003年5月30日的统计数字说明，全球正
15、在运行的核电机组到2002年年底共有441座，总发电能力为3 597 TW，发电量约占全世界总发电量的16%.同时，中国、印度、韩国和日本也已经明确表示要扩大核发电能力.近年来，根据世界各国经济建设和社会开展形势预测，由于能源资源缺乏和温室效应使全球变暖的威胁，加上核动力所具有的有益于环境保护的明显优势，将使核电事业蓬勃开展.核能作为先进能源的一种，必将在满足未来能源的需求中起到重要的作用.2005年3月21日“21世纪核能为主题，重点讨论了21世纪能源需求、核能应发挥的作用、全球气候变暖、核废料处理及核不扩散等问题.国际原子能机构总干事巴拉迪在会上指出，核能在全球能源供给中的地位日益突出.他说，目前人类对温室气体排放的担忧已超过对核泄漏事故的担忧，因此核能正日益受到各国重视.中国核电开展进程尽管中国是世界核电五个核电大国之一，但民用核电事业应用的很晚，直到1991年秦山核电和1994年大亚湾核电的建成才正式拉开我国核电的序幕。中国核工业是在党中央、国
